MORFOLOGIA E CINEMATICA DELLE GALASSIE Relatore: Dott. Mauro D’Onofrio INAF Dipartimento di Astronomia di Padova MORFOLOGIA E CINEMATICA DELLE GALASSIE Liceo Morin 27 Novembre 2002 Relatore: Dott. Mauro D’Onofrio

“Le galassie sono come gli uomini. Più ne conosci, più ciascuna ti sembra unica.” S. van den Berg - XX sec.

La classificazione delle galassie Sommario Cos’è una galassia? La classificazione delle galassie Le galassie e il loro ambiente L’interazione tra galassie La cinematica delle galassie Ammasso ACO 3627 (ESO)

Distanza dal Sole in scala (m) Una galassia è un agglomerato di stelle, gas e polveri. Essa può contenere fino a 100-1000 miliardi di stelle come il nostro Sole. Il diametro della nostra galassia è di circa 100000 anni luce. Se il nostro Sole avesse le dimensioni di un’arancia (10 cm) Oggetto Distanza dal Sole (Km) Distanza dal Sole in scala (m) Terra 149570000 10.745 Plutone 5913000000 424.815 Alfa Cen. 4.03964E+13 2902.2 Centro Gal. 2.62151E+17 18834039.8 Andromeda 1.890848E+19 1.35846E+12

1926. Hubble propone la classificazione delle galassie attualmente in uso. 100 pollici a Mount Wilson Edwin Powel Hubble Schema di classificazione classico di Hubble

(HST) ESO 510 G13 Ecco alcuni esempi della varietà di morfologie osservate tra le galassie (ESO) ESO 60-24

M 83 M 51 Alcune delle spirali più famose NGC 1300

Le “Antenne” (HST) Andromeda (M31) NGC 5128

L’ambiente intorno a noi Andromeda, NGC 205, M32 L’ambiente intorno a noi

Strutture nelle vicinanze del Gruppo Locale e dell’ammasso della Vergine M51 Centauro A M81 Arp 317 Antenne

I gruppi compatti Il gruppo compatto HCG 87 Arp 319 (Quintetto di Stephan) (HST) (5m Palomar)

Gli ammassi di galassie Abell 2218 Ammasso CL 0939 + 4713

Simulazione della struttura dell’Universo su larga scala.

Gli effetti delle interazioni tra galassie Cosa succede durante un’interazione tra galassie? (HST) Alcune spirali interagenti (ESO) NGC 6872 / IC 4970

Alcune galassie mostrano segni di una interazione in atto (asimmetrie, distorsioni, anelli irregolari, code, ponti di materia…) (HST) UGC 10214 I topi NGC 6745

Si vedono vere e proprie “pipeline” di materia (ESO) (ESO) AM 1316-241 AM 0500-620 Si vedono vere e proprie “pipeline” di materia composta sia di stelle che di mezzo interstellare (gas, polveri…)

(HST) NGC 1409/1410

Simulazione idrodinamica di incontro tra due galassie a spirale

Il gas svolge nelle interazioni un ruolo chiave (si comporta Gruppo di M81 (M82 NGC 3077) Ottico Radio (HI) Simulazione Il gas svolge nelle interazioni un ruolo chiave (si comporta dinamicamente in modo diverso dalle stelle) ed è una riserva che può dar luogo a formazione stellare e/o attivare altri fenomeni…

NGC 5128 (Cen A) residuo di una fusione tra galassie Le interazioni possono favorire l’accrescimento di materia nel centro delle galassie dando luogo a quelle che vengono chiamate “galassie attive”, parenti stretti dei Quasar che osserviamo a grandi distanze, vicino all’epoca della formazione delle galassie. (Chandra) Charmandaris et al 2000

e fusione delle due galassie per formare una galassia ellittica Simulazione dell’incontro fra due galassie: sviluppo di strutture mareali e fusione delle due galassie per formare una galassia ellittica (animazione) J. Barnes 1996 I punti rossi sono aloni di materia oscura i punti azzurri la materia visibile (stelle + gas)

Si può tentare qualcosa in più… simulazione de “I topi” Ottico J. Barnes 1996 (simulazione) (simulazione)

Altri oggetti con morfologie peculiari (senza compagno) hanno interagito in passato? Galassa con anello polare Galassa con shell di stelle 0422-476 NGC 4650 (HST)

Le galassie “normali” hanno subito interazioni in passato ? Interagivano i progenitori delle galassie ? Osservazioni e modelli convergono nell’indicare una forte interazione Griffith et al. 1995 (dati HST) Borne et al 2000 (dati HST) Collage immagini HST a z ~ 0.4 - 0.5 Collage immagini HST di ULIRG

La cinematica delle galassie

Evidenza della possibile esistenza di materia oscura (Dark Matter) nell’Universo.

Le domande ancora senza risposta: • Qual è il significato della classificazione di Hubble? • Qual è l’importanza relativa dei fenomeni di fusione rispetto al collasso gravitazionale monolitico nell’evoluzione delle galassie? • Qual è l’importanza dei fenomeni di interazione, di accrescimento e di fusione nel definire la morfologia delle galassie? • Quando e quanto velocemente si formano le galassie? • Il mix dei tipi morfologici è evoluto durante la storia dell’Universo? Esiste la materia oscura?